W tej części laboratorium oczyścisz acetanilid poprzez rekrystalizację z roztworu wodnego. Acetanilid jest umiarkowanie rozpuszczalny we wrzącej wodzie, ale jest znacznie mniej rozpuszczalny w temperaturze pokojowej i zimnej wodzie. Anilina, potencjalne zanieczyszczenie, jest znacznie lepiej rozpuszczalna w wodzie o temperaturze pokojowej. Dlatego najpierw przygotuj nasycony roztwór acetanilidu we wrzącej wodzie. Następnie powoli schłodzisz roztwór do temperatury pokojowej.
Wraz ze spadkiem rozpuszczalności acetanilidu będzie on powoli tworzył płaskie, bezbarwne lub białe kryształy. Zanieczyszczenia rozpuszczalne w wodzie pozostaną w roztworze. Następnie należy schłodzić roztwór, aby jeszcze bardziej zmniejszyć rozpuszczalność acetanilidu. Na koniec odzyskasz kryształy za pomocą filtracji próżniowej i zmierzysz temperaturę topnienia swoich kryształów.
-
Zanim rozpoczniesz laboratorium, załóż fartuch laboratoryjny, okulary ochronne i rękawice nitrylowe.
-
Aby rozpocząć, przynieś 125-mililitrową kolbę Erlenmeyera i swój zeszyt laboratoryjny do wagi analitycznej, aby otrzymać acetanilid.
-
Zmierz 2 g acetanilidu w tarowanej łodzi do ważenia i zapisz dokładną masę w swoim notatniku laboratoryjnym. Dodać acetanilid do kolby i przenieść go z powrotem do dygestorium.
Tabela 1: Rekrystalizacja acetanilidu
| związek | Masa (g) | Temperatura topnienia (°C) |
| Acetanilid | | |
| Kryształ zarodkowy (jeśli jest używany) | | |
Rekrystalizowany acetanilid
(odejmij kryształ zarodkowy, jeśli jest używany) | | |
| | |
| Procent odzysku | | |
Kliknij tutaj, aby pobrać tabelę 1
-
Następnie odmierz 30 ml dejonizowanej wody i ostrożnie wlej ją do kolby z acetanilidem.
-
Umieść kolbę na mieszance gorącej, dodaj mieszadło i ustaw płytę grzejną na średnie ciepło i mieszanie. Gotuj mieszaninę przez 4 – 5 minut, aby rozpuścić acetanilid.
-
Jeśli zobaczysz stały acetanilid po 5 minutach gotowania roztworu, odmierz kolejne 10 ml wody dejonizowanej. Użyj pipety Pasteura, aby dodawać wodę kroplami, aż ciało stałe się rozpuści lub dodasz wszystkie 10 ml.
-
Pozwól roztworowi gotować się przez co najmniej minutę po każdym mililitrze, zanim dodasz więcej wody. nuta: Ważne jest, aby dodawać wodę powoli, aby nie schłodzić zbyt mocno roztworu ani nie dodać więcej wody niż potrzebujesz.
-
Jeśli po tym nadal widzisz jakieś ciało stałe, są to zanieczyszczenia, które musisz usunąć za pomocą filtracji na gorąco. Jeśli nie widzisz bryły, kontynuuj ćwiczenie od kroku 14.
-
Aby przeprowadzić gorącą filtrację, umieść około 15 ml dejonizowanej wody i jeden lub dwa wrzące wióry w zlewce o pojemności 50 ml i zacznij podgrzewać je na płycie grzejnej.
-
Zaciśnij kolejną 125-mililitrową kolbę Erlenmeyera na płycie grzejnej i umieść w niej szeroki nóżek lub szklany lejek bez nóżki. Złóż duży kawałek okrągłej bibuły filtracyjnej na ćwiartki, umieść go skierowanym w dół w lejku i otwórz w stożek.
-
Gdy woda się zagotuje, użyj pipety, aby zwilżyć bibułę filtracyjną gorącą wodą. Następnie za pomocą szczypiec podnieść kolbę z roztworem acetanilidu i wlać gorący płyn do lejka, uważając, aby się nie przelał. nuta: Jeśli mieszadło wpadnie do lejka, wyjmij je pęsetą i spłucz gorącą wodą.
-
Następnie przepłucz wnętrze pierwszej kolby kilkoma mililitrami gorącej wody, wlej zawartość do lejka i rozpuść wszelkie kryształy, które się utworzą, gorącą wodą.
-
Gdy lejek będzie pusty, użyj szczypiec, aby przenieść go do pierwszej kolby. Ostrożnie odkręcić drugą kolbę. Teraz możesz kontynuować pracę z laboratorium w zwykły sposób.
-
Gdy w gorącym roztworze acetanilidu nie będzie widocznego ciała stałego, wyłącz silnik podgrzewania i mieszania, a następnie użyj szczypiec, aby położyć kolbę na podłodze okapu.
-
Pozostaw roztwór w spokoju, ponieważ stygnie do temperatury pokojowej, co zwykle trwa co najmniej 15 minut. Przesuwanie lub potrząsanie kolbą utrudni tworzenie się kryształów.
-
Podczas oczekiwania, umieść niewielką ilość wyjściowego materiału acetanilidu w łodzi do ważenia i przynieś go do urządzenia do pomiaru temperatury topnienia.
-
Zapakuj rurkę kapilarną z acetanilidem i zmierz oraz zapisz jego temperaturę topnienia.
-
Gdy roztwór ostygnie, szukaj kryształów, nie przesuwając zbytnio kolby. Jeśli ich nie widzisz, użyj szklanej pałeczki, aby delikatnie zarysować wnętrze kolby pod roztworem. Kryształy łatwiej zaczynają tworzyć się na porysowanych lub szorstkich powierzchniach.
-
Jeśli po kolejnych 10 minutach nadal nie uformują się kryształy, poproś swojego instruktora o zalążek acetanilidku wysokiej czystości. Zmierz i zapisz masę kryształu zarodkowego, a następnie wrzuć go do roztworu acetanilidu o temperaturze pokojowej. Wzrost kryształu nastąpi wtedy na krysztale zarodkowym.
-
Gdy zobaczysz kilka kryształów w kolbie, przygotuj dwie kąpiele lodowe w zlewkach o pojemności 600 ml. Jedna kąpiel lodowa powinna prawie wypełnić zlewkę, a druga powinna zająć około połowy zlewki.
-
Odmierz 5 ml wody dejonizowanej i umieść ją w pełnej kąpieli lodowej. Upewnij się, że kolba jest chłodna w dotyku i że utworzyło się kilka kryształów, a następnie delikatnie umieść ją w łaźni lodowej wypełnionej do połowy. Pozostaw kolbę w spokoju, aby poprawić wzrost kryształów.
-
Sprawdzaj postęp wzrostu kryształów co 15 minut. Gdy wygląda na to, że większość acetanilidu skrystalizowała lub nie widzisz dużego wzrostu kryształów w ciągu 15 minut, przygotuj się na filtrację próżniową za pomocą kolby filtracyjnej o pojemności 125 lub 250 ml.
-
Zwilż bibułę filtracyjną 1 ml lodowatej wody. Następnie uruchomić próżnię i wlać zawartość kolby do lejka Büchnera zestawu filtracji próżniowej.
-
Zeskrob kryształy z kolby do lejka za pomocą szklanego pręta lub elastycznej szpatułki i przepłucz pozostałe kryształy do lejka około 1 ml zimnej wody dejonizowanej.
-
Następnie zatrzymaj próżnię, zerwij uszczelkę i wlej resztę zimnej wody dejonizowanej do lejka. Delikatnie mieszaj kryształy szklanym prętem przez kilka sekund, aby je umyć, uważając, aby nie rozerwać bibuły filtracyjnej.
-
Włącz podciśnienie, aby opróżnić lejek. Następnie zatrzymaj podciśnienie, zerwij uszczelkę i opróżnij filtrat do zlewki na odpady. Ponownie włącz odkurzacz i pozostaw umyte kryształy w lejku, podczas gdy pompa próżniowa przeciągnie przez nie powietrze, aż wyschną, co zwykle trwa około pół godziny. Na poczekaniu rozpoczniesz pracę nad następną rekrystalizacją.